W波段微波电路是国内还没有进行大规模应用的一个领域,其电路元器件成本高,种类少,尺寸小,工艺难度大。而W波段又是毫米波频段中重要的大气窗口,该波段电路在通信以及军事应用中都具有不可替代的作用。在国内W波段本振源尚不成熟的情况下,怎样来利用W波段信号有重要的研究价值。针对这个问题,本文研究了对于W波段信号的谐波变频方案,旨在利用一个较低频率的本振源将W波段的射频信号变换到中频。这种谐波混频方案的最大优点在于它可以大大的降低混频器对本振频率的要求,同时节省成本。本文详细地分析了多种不同的混频结构、非线性器件、电路安装方式以及加工工艺用于谐波混频的利弊,讨论了反向并联二极管对混频器的网络分析方法,提出了对混频二极管的改进建模。通过对波导-微带过渡、反射回收网络、匹配网络以及选频网络的逐步设计和仿真优化,最后制作出一个W波段微带四次谐波混频器样品,并对其进行了测试。结果表明该混频器最小变频损耗为17dB,本振-中频隔离度大于50dB。在选频网络设计过程中,本文提出了一个由低通滤波器转换为超宽带滤波器的方法,并制作出一个超宽带滤波器样品,尺寸仅为8.2mm×5.85mm,小于多数国外的同类超宽带滤波器。最后本文对平衡式的谐波混频器设计进行了尝试,通过理论分析和仿真设计为谐波混频器的改进提供了一种可能的方法。